JP2009006327A - Mixing method and mixing device for solid and liquid materials - Google Patents
Mixing method and mixing device for solid and liquid materials Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009006327A JP2009006327A JP2008262460A JP2008262460A JP2009006327A JP 2009006327 A JP2009006327 A JP 2009006327A JP 2008262460 A JP2008262460 A JP 2008262460A JP 2008262460 A JP2008262460 A JP 2008262460A JP 2009006327 A JP2009006327 A JP 2009006327A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mixing
- solid
- liquid material
- solid material
- mixture
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、固液材料の混合方法および混合装置に関するものである。 The present invention relates to a solid-liquid material mixing method and a mixing apparatus.
異種材料の混合はあらゆる分野において広く行われており、従来より様々な手法、装置が開発、実用化されている。近年、特に新素材の分野では複数種の材料の混合において、材料の微粒子化、高混合比化が行われるとともに、混合物の高精度分散性が要求されている。 Mixing of different materials is widely performed in various fields, and various methods and apparatuses have been developed and put into practical use. In recent years, especially in the field of new materials, in the mixing of a plurality of types of materials, the material is made finer and the mixing ratio is increased, and high-precision dispersibility of the mixture is required.
材料混合に際し、異種材料の性状が近似している場合は、混合にそれほど困難を伴わないことが多い。例えば、相溶性を有する液体材料どうしの混合の場合は、撹拌等により材料に十分な混合エネルギーを与えれば、その混合比率に関わらずほとんど均一化することができる。また、固体材料どうしの混合の場合でも、混合比率により適した混合方法を選定すれば、精度良く分散させることは可能である。 In mixing materials, if the properties of different materials are similar, mixing is often not so difficult. For example, in the case of mixing compatible liquid materials, if sufficient mixing energy is given to the materials by stirring or the like, the liquid materials can be made almost uniform regardless of the mixing ratio. Even in the case of mixing solid materials, if a mixing method more suitable for the mixing ratio is selected, it is possible to disperse with high accuracy.
しかし、異相材料間の混合においては、種々の問題が発生することが少なくない。例えば、液体材料と固体材料とを非溶解系で混合する場合、通常はディスパーザーやヘンシェルミキサーのような分散装置、ホモミキサーやホモジナイザーのような乳化分散装置、あるいは二軸ニーダーや混練ロールのような混練装置などが使用されることが多い。これらはいずれも、材料の混合比が比較的低い系であったり、材料間の濡れ性が良好であったり、あるいは材料の二次凝集の影響が小さい場合などにおいて用いられ、材料の性状、混合比率、混合材料の要求性状などにより適切な方法が選択されている。しかし、例えば固体材料に対する液体材料の配合量が少なかったり、材料どうしの親和性がほとんどない場合などでは、目的とする高精度な均一混合を行うことは難しかった。 However, various problems often occur in mixing between different-phase materials. For example, when mixing a liquid material and a solid material in a non-dissolving system, a dispersion device such as a disperser or Henschel mixer, an emulsification dispersion device such as a homomixer or a homogenizer, or a biaxial kneader or a kneading roll is usually used. Often, a kneading apparatus is used. These are all used in systems where the mixing ratio of materials is relatively low, the wettability between materials is good, or when the influence of secondary aggregation of materials is small. An appropriate method is selected depending on the ratio and the required properties of the mixed material. However, for example, when the blending amount of the liquid material with respect to the solid material is small or there is almost no affinity between the materials, it has been difficult to perform the intended highly accurate uniform mixing.
さらに近年においては、固体材料に対してごく少量の液体材料を用い、微小な固体材料の表面に液体材料を付着させ固体材料の表面改質を行ったり、微粒子化した固体材料を比較的少量の液体材料中に均一に分散させたりする試みが行われている。 Furthermore, in recent years, a very small amount of liquid material is used with respect to the solid material, and the surface of the solid material is modified by attaching the liquid material to the surface of the minute solid material, or a relatively small amount of the finely divided solid material is removed. Attempts have been made to disperse uniformly in liquid materials.
液体材料により固体材料の表面改質を行う場合、その均一性を向上させるためには通常固体材料の微粒子化が行われるが、一般的に固体材料は粒子径を小さくすることによりかさ密度は低下するため、微粒子化によりみかけ体積は著しく増大する。この結果、特に液体材料の配合量が少なく固体材料との混合比率が高い系では、液体材料と固体材料との混合容積比率は非常に高いものとなり、液体材料により固体材料を均一に表面改質することは困難であった。 When surface modification of a solid material is performed with a liquid material, in order to improve the uniformity of the solid material, the solid material is usually finely divided. In general, the bulk density of the solid material is reduced by reducing the particle diameter. For this reason, the apparent volume is remarkably increased by the micronization. As a result, especially in systems where the amount of liquid material is small and the mixing ratio of solid material is high, the mixing volume ratio of liquid material and solid material becomes very high, and the surface of the solid material is uniformly modified by the liquid material. It was difficult to do.
また、固体材料を液体材料中に均一に分散させる場合も、非溶解系である場合は混合精度を向上させるために固体材料は微粒子化されることが多いが、固体材料は一次粒子として微粒子化することは容易でも、多くのものはその後二次凝集化する傾向がある。このような性質は、相溶性が良くない液体材料と混合した場合にさらに顕在化し、混合時にダマが発生する。固体材料を二次凝集した状態で液体材料中に分散させたり、または分散直後に二次凝集が発生してしまうと、これを再度一次粒子に解離させるためには非常に大きなエネルギーを要する。このため、実質的には二次凝集した大きさで分散させることしかできず、その分散精度には限界があった。
本発明は、固体材料と液体材料との混合比率に関わらず、固体材料を液体材料で表面改質したり、固体材料を液体材料中に均一に分散混合させる場合などに好適な、固液材料の混合方法ならびにこれを行う装置を提供するものである。 The present invention is a solid-liquid material suitable for surface modification of a solid material with a liquid material regardless of the mixing ratio of the solid material and the liquid material, or when the solid material is uniformly dispersed and mixed in the liquid material. And a device for performing the mixing.
このような目的は、以下の本発明（１）〜（１９）によって達成される。
（１）ともに微粒子化され、かつ運動している固体材料と液体材料とを接触させることにより混合を行うことを特徴とする固液材料の混合方法。
（２）前記固体材料が、スプレー装置から供給されたものである上記（１）に記載の固液材料の混合方法。
（３）前記固体材料が、スプレーノズルから噴霧されたものである上記（１）又は（２）に記載の固液材料の混合方法。
（４）前記固体材料が、スプレー装置から供給され、旋回流を与えられて流動しているものである上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の固液材料の混合方法。
（５）前記固体材料が、スプレーノズルから噴霧され、旋回流を与えられて流動しているものである上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の固液材料の混合方法。
（６）衝撃式粉砕装置により微粒子化されながら運動している固体材料と、運動している液体材料とを接触させることにより混合を行うことを特徴とする固液材料の混合方法。
（７）前記衝撃式粉砕装置が、ジェットミルである上記（６）に記載の固液材料の混合方法。
（８）前記液体材料が、ノズル霧化装置により微粒子化されたものである上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の固液材料の混合方法。
（９）前記液体材料が、溶融した熱硬化性樹脂である上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の固液材料の混合方法。
（１０）前記溶融した熱硬化性樹脂が、該熱硬化性樹脂の合成反応後、軟化温度以上に保持されたものである上記（９）に記載の固液材料の混合方法。
（１１）前記溶融した熱硬化性樹脂が、融点が４０〜１５０℃であり、熱可塑性を有したものである上記（９）又は（１０）に記載の固液材料の混合方法。
（１２）前記液体材料に対する前記固体材料の混合容積比率が、１００以上である上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の固液材料の混合方法。
（１３）上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の混合方法により得られた固液材料の混合物を、さらにメカノケミカル処理を行う固液材料の混合方法。
（１４）前記メカノケミカル処理は、所定のクリアランスをもって相対して設置された内子と外子との間に形成された空間に前記固液材料の混合物を供給し、該空間において前記内子と外子との相対的な回転運動により行うものである上記（１３）に記載の固液材料の混合方法。
（１５）前記内子及び／又は外子は、前記固液材料の混合物と接する面に溝を有しているものである上記（１４）に記載の固液材料の混合方法。
（１６）前記空間は、円錐または円錐台の側面形状である上記（１４）または（１５）に記載の固液材料の混合方法。
（１７）固液材料の混合装置において、微粒子化した固体材料を供給する装置、微粒子化した液体材料を供給する装置、及び該固体材料と液体材料とを運動させた状態で接触させる混合装置を有することを特徴とする固液材料の混合装置。
（１８）固液材料の混合装置において、固体材料を粉砕する衝撃式粉砕装置と、微粒子化した液体材料を供給する装置を有し、前記衝撃式粉砕装置内で該固体材料と液体材料とを運動させた状態で接触させることを特徴とする固液材料の混合装置。
（１９）さらに、所定のクリアランスをもって相対して設置された、相対的に回転運動する内子と外子、及び該内子及び／又は外子を回転させる駆動装置を有する上記（１７）又は（１８）に記載の固液材料の混合装置。
Such an object is achieved by the following present inventions (1) to (19).
(1) A solid-liquid material mixing method, wherein mixing is performed by bringing a solid material that is both finely divided and moving into contact with a liquid material.
(2) The solid-liquid material mixing method according to (1), wherein the solid material is supplied from a spray device.
(3) The solid-liquid material mixing method according to the above (1) or (2), wherein the solid material is sprayed from a spray nozzle.
(4) The solid-liquid material mixing method according to any one of the above (1) to (3), wherein the solid material is supplied from a spray device and is supplied with a swirling flow.
(5) The solid-liquid material mixing method according to any one of the above (1) to (4), wherein the solid material is sprayed from a spray nozzle and is given a swirling flow.
(6) A solid-liquid material mixing method, wherein mixing is performed by bringing a moving solid material into contact with a moving solid material while being atomized by an impact pulverizer.
(7) The solid-liquid material mixing method according to (6), wherein the impact pulverizer is a jet mill.
(8) The solid-liquid material mixing method according to any one of (1) to (7), wherein the liquid material is finely divided by a nozzle atomizer.
(9) The solid-liquid material mixing method according to any one of (1) to (8), wherein the liquid material is a molten thermosetting resin.
(10) The solid-liquid material mixing method according to the above (9), wherein the molten thermosetting resin is maintained at a temperature equal to or higher than a softening temperature after the synthesis reaction of the thermosetting resin.
(11) The solid-liquid material mixing method according to (9) or (10), wherein the melted thermosetting resin has a melting point of 40 to 150 ° C. and has thermoplasticity.
(12) The solid-liquid material mixing method according to any one of (1) to (11), wherein a mixing volume ratio of the solid material to the liquid material is 100 or more.
(13) A solid-liquid material mixing method in which a mixture of the solid-liquid material obtained by the mixing method according to any one of (1) to (12) is further subjected to mechanochemical treatment.
(14) In the mechanochemical treatment, a mixture of the solid-liquid material is supplied to a space formed between an inner core and an outer core which are installed opposite to each other with a predetermined clearance. In the space, the inner core and the outer core are supplied. The solid-liquid material mixing method according to the above (13), wherein the solid-liquid material is mixed by rotating relative to each other.
(15) The solid-liquid material mixing method according to the above (14), wherein the inner core and / or the outer core have a groove on a surface in contact with the solid-liquid material mixture.
(16) The solid-liquid material mixing method according to (14) or (15), wherein the space has a side surface shape of a cone or a truncated cone.
(17) In a solid-liquid material mixing apparatus, an apparatus for supplying a finely divided solid material, an apparatus for supplying a finely divided liquid material, and a mixing apparatus for bringing the solid material and the liquid material into contact in a moving state An apparatus for mixing solid-liquid materials, comprising:
(18) The solid-liquid material mixing apparatus includes an impact-type pulverization apparatus that pulverizes the solid material and an apparatus that supplies the finely divided liquid material, and the solid material and the liquid material are mixed in the impact-type pulverization apparatus. An apparatus for mixing solid-liquid materials, which is brought into contact in a state of movement.
(19) The above (17) or (18) further comprising a relatively rotating inner and outer cores installed with a predetermined clearance and a driving device for rotating the inner core and / or outer core. The solid-liquid material mixing apparatus described in 1.
本発明は、ともに微粒子化され、かつ運動している固体材料と液体材料とを接触させることにより混合を行うことを特徴とする固液材料の混合方法であり、本発明の混合方法を用いることにより、特に、液体材料に対する固体材料の容積混合比率が非常に高い場合でも、固体材料と液体材料とを均一に複合化することが可能である。従って本発明の混合方法は、異相間材料における高精度な混合、複合化、表面改質などを行う場合に有用である。 The present invention is a solid-liquid material mixing method characterized in that mixing is performed by bringing a solid material that is both finely divided and moving into contact with a liquid material, and the mixing method of the present invention is used. Thus, even when the volume mixing ratio of the solid material to the liquid material is very high, it is possible to uniformly combine the solid material and the liquid material. Therefore, the mixing method of the present invention is useful when highly precise mixing, compounding, surface modification, etc. are performed on the material having different phases.
以下に本発明の固液材料の混合方法および混合装置について詳細に説明する。 The solid-liquid material mixing method and mixing apparatus of the present invention will be described in detail below.
本発明の固液材料の混合方法（以下、「混合方法」という）は、ともに微粒子化され、かつ運動している固体材料と液体材料とを接触させることにより混合を行うことを特徴とする。 The solid-liquid material mixing method of the present invention (hereinafter, referred to as “mixing method”) is characterized in that mixing is performed by bringing a solid material and a liquid material, both of which are microparticulated and moving, into contact with each other.
また、本発明の固液材料の混合装置（以下、「混合装置」という）は、本発明の混合方法を実施する装置に関するものである。 The solid-liquid material mixing apparatus of the present invention (hereinafter referred to as “mixing apparatus”) relates to an apparatus for carrying out the mixing method of the present invention.
まず、本発明の混合方法について説明する。 First, the mixing method of the present invention will be described.
はじめに、本発明で用いられる「混合」及び「混合物」という用語について述べる。 First, the terms “mixing” and “mixture” used in the present invention will be described.
「混合」とは、広義には性質の違う物質が混ざり合うことをいう。そして「混合物」とは、複数種の物質を混合するために何らかの方法でエネルギーを与えることによって得られるものである。この「混合物」は、用いる物質の形態や性状により、様々な態様をとりうると考えられる。 “Mixing” refers to the mixing of substances with different properties in a broad sense. The “mixture” is obtained by applying energy by some method for mixing a plurality of kinds of substances. It is considered that this “mixture” can take various forms depending on the form and properties of the substance used.
例えば、固体材料どうしの混合物では、それぞれの物質の大きさ（例えば粒子の大きさなど）を基本単位として、性質の異なる物質どうしが混合物中で互いに分散しており、これらは単に隣接して存在していたり、メカノケミカル的な作用により部分的に機械的あるいは化学的に融合していたりする場合もあると考えられる。 For example, in a mixture of solid materials, based on the size of each substance (for example, particle size), substances having different properties are dispersed in the mixture, and these are simply adjacent to each other. In some cases, it may be partly mechanically or chemically fused by mechanochemical action.
また、液体材料どうしの混合物では、性質の異なる物質間に相溶性があれば、それぞれの分子もしくは会合分子の大きさを基本単位として、混合物中において互いに分散していると考えられる。 In addition, in a mixture of liquid materials, if there is compatibility between substances having different properties, it is considered that they are dispersed in the mixture based on the size of each molecule or associated molecule as a basic unit.
そして、固体材料と液体材料との混合物においても、種々の態様が考えられる。 And various aspects can be considered also in the mixture of a solid material and a liquid material.
例えば、液体材料が固体材料を溶解しない非溶解系の混合物では、液体材料が固体材料に対して一定体積比率以上を有していれば、固体材料はそれぞれの物質の大きさ（例えば粒子の大きさなど）を基本単位として、液体材料中に分散した状態で存在していると考えられる。また、液体材料が固体材料に対して相対的に少量である場合には、液体材料は固体材料表面に単純付着しているか、固体材料表面をコーティングしたり、固体材料中に浸透含浸して存在したりすることができると考えられる。 For example, in a non-dissolved mixture in which the liquid material does not dissolve the solid material, if the liquid material has a certain volume ratio or more with respect to the solid material, the solid material has the size of each substance (for example, the size of particles). And the like) are considered to exist in a dispersed state in the liquid material. In addition, when the liquid material is a relatively small amount relative to the solid material, the liquid material is simply attached to the surface of the solid material, or the liquid material is coated or impregnated in the solid material. It is thought that it can be done.
本発明の混合方法は、前記のような態様の中でも、固体材料と液体材料とを混合して混合物を得る場合に適用される。特に、固液材料の混合比率が高く、固体材料に対する液体材料の配合量が相対的に極めて少ない場合に有効に適用される。 The mixing method of the present invention is applied to the case where a mixture is obtained by mixing a solid material and a liquid material among the above-described embodiments. In particular, the present invention is effectively applied when the mixing ratio of the solid-liquid material is high and the blending amount of the liquid material with respect to the solid material is relatively small.
本発明の混合方法は、固体材料の表面を液体材料で均一に濡らすことにより、固体材料と液体材料との混合を行うものである。そして、固液材料の混合比率が高い場合でも、均一性の高い混合物を得ることができるだけでなく、固体材料を液体材料により表面改質することにより、固体材料の凝集性を抑える、流動性を向上させる、あるいは液体材料に対する濡れ性を改善するなどの効果を付与することができるものである。 In the mixing method of the present invention, the solid material and the liquid material are mixed by uniformly wetting the surface of the solid material with the liquid material. And even when the mixing ratio of the solid-liquid material is high, not only can a highly uniform mixture be obtained, but also the surface property of the solid material can be modified with the liquid material, thereby suppressing the cohesiveness of the solid material. An effect such as improving or improving wettability with respect to a liquid material can be imparted.
本発明の混合方法においては、固体材料は微粒子化し、かつ運動している状態で用いる。 In the mixing method of the present invention, the solid material is used in a state of being finely divided and moving.
固体材料を微粒子化した状態とする方法としては特に限定されないが、例えば、予め微粒子化した固体材料を用いる方法が挙げられる。この場合、固体材料は公知の装置である各種解砕装置、粉砕装置などを用いて目的とする粒度まで微粒子化するか、あるいは目的とする性状に加工された市販品を用いてもよい。固体材料は微粒子化した後、吸湿による再凝集や温度の影響によるブロッキングを防止し、材料流動性が良好な状態に保持しておくことが好ましい。 The method of making the solid material into a finely divided state is not particularly limited, and examples thereof include a method using a solid material that has been finely divided in advance. In this case, the solid material may be microparticulated to a desired particle size using various known crushing devices, pulverizing devices, or the like, or a commercially available product processed into the desired properties may be used. After the solid material is made into fine particles, it is preferable to prevent re-aggregation due to moisture absorption or blocking due to the influence of temperature, and keep the material fluidity in a good state.
微粒子化した固体材料を運動している状態とする方法としても特に限定されないが、噴霧装置、噴射装置等のスプレー装置を用いて所定の系内に供給する方法が好ましい。これにより、固体材料に十分な運動エネルギーを与えられるとともに、特に微粉砕化したのち二次凝集しやすいような固体材料を用いる場合でも、供給時に与えられるエネルギーによって二次凝集体を解離させることができ、一次微粒子もしくはそれに近い状態で系内に供給することができる。 There is no particular limitation on the method for bringing the finely divided solid material into a moving state, but a method of supplying the solid material into a predetermined system using a spray device such as a spray device or an injection device is preferable. As a result, sufficient kinetic energy can be given to the solid material, and the secondary aggregate can be dissociated by the energy given at the time of supply, even when using a solid material that is easy to secondary agglomerate after being pulverized. It can be supplied to the system in the form of primary particles or a state close thereto.
スプレー装置を用いて所定の系内に供給する場合は、固体材料を直接ホッパーなどから供給してもよいし、空気等を用いた流動層発生装置に固体材料を供給し、流動層を形成した固体材料を空気とともに供給することもできる。固体材料の凝集性や吸湿性が高く、直接供給すると供給量が安定しにくい場合は、流動層発生装置を用いることにより供給量を安定化させることができる。 When supplying a predetermined system using a spray device, the solid material may be supplied directly from a hopper or the like, or the solid material is supplied to a fluidized bed generator using air or the like to form a fluidized bed. Solid material can also be supplied with air. When the solid material has high cohesiveness and hygroscopicity, and the supply amount is difficult to stabilize when supplied directly, the supply amount can be stabilized by using a fluidized bed generator.
また、固体材料を微粒子化し、かつ運動している状態とする方法として、固体材料を連続的に粉砕処理できる衝撃式粉砕装置を用いる方法が挙げられる。かかる衝撃式粉砕装置としては特に限定されないが、例えば旋回流粉体衝突型ジェットミル、粉体衝突型カウンタージェットミルなどのジェットミルが挙げられる。ジェットミルは、空気などを媒体とした高速のジェット流により固体材料どうしを衝突させて微粒子化する装置であり、単一材料の粉砕を行うだけでなく、複数種類の材料を同時に処理することにより、微粒子化とともに混合や複合化を行うにも好適なものである。このため、特に多成分の固体材料を使用する場合には、微粒子化と混合を同時に行うことができ、その混合精度のまま液体材料との接触を行うことができる。これにより、混合精度の向上や省工程化を図ることができる。 Further, as a method for making the solid material into a fine particle and moving it, there is a method using an impact pulverizer capable of continuously pulverizing the solid material. Such an impact pulverizer is not particularly limited, and examples thereof include jet mills such as a swirl powder collision type jet mill and a powder collision type counter jet mill. A jet mill is a device that makes solid materials collide with each other by a high-speed jet stream using air or the like, and not only pulverizes a single material but also simultaneously processes multiple types of materials. It is also suitable for mixing and complexing with fine particles. For this reason, particularly when a multi-component solid material is used, micronization and mixing can be performed simultaneously, and contact with the liquid material can be performed with the mixing accuracy. Thereby, the improvement of a mixing precision and a process-saving can be achieved.
次に、液体材料について述べる。本発明の混合方法においては、液体材料は固体材料と同様に微粒子化、かつ運動している状態で用いる。 Next, the liquid material will be described. In the mixing method of the present invention, the liquid material is used in the state of being atomized and moving like the solid material.
液体材料を微粒子化した状態とする方法としては特に限定されないが、例えば、ノズル噴霧装置、ノズル霧化装置、あるいは複数のノズルから噴出させた液体材料どうしを衝突させる衝突型ノズル霧化装置などを用いる方法が挙げられる。これらのノズル装置を用いることにより、液体材料はエアコンプレッサー、ブロアー、ボンベ等より圧送供給される空気等の各種気体により破砕され、あるいは液体材料同士の衝突により微粒子化される。また、超音波振動子のエネルギーにより微粒子化する超音波霧化装置なども使用できる。これらの中でも、霧化量の制御を高精度に行える装置を備えた、ノズル霧化装置、衝突型ノズル霧化装置を用いることが好ましい。これにより、液体材料をより粒径の細かい微粒子とすることができるとともに、固体材料に対してごく少量しか供給しない場合でも、高精度に混合することができる。 The method for making the liquid material into a finely divided state is not particularly limited. For example, a nozzle spraying device, a nozzle atomizing device, or a collision type nozzle atomizing device that causes liquid materials ejected from a plurality of nozzles to collide with each other. The method to use is mentioned. By using these nozzle devices, the liquid material is crushed by various gases such as air supplied by pressure from an air compressor, a blower, a cylinder, or the like, or is atomized by collision of the liquid materials. In addition, an ultrasonic atomizing device that makes fine particles by the energy of the ultrasonic vibrator can be used. Among these, it is preferable to use a nozzle atomizing device and a collision type nozzle atomizing device provided with a device capable of controlling the atomization amount with high accuracy. As a result, the liquid material can be made into fine particles having a finer particle diameter, and even when only a very small amount is supplied to the solid material, the liquid material can be mixed with high accuracy.
以上に述べたような方法により液体材料を微粒子化することができるが、用いる液体材料の種類によっては、粘性が高いなど、そのままの状態では噴霧や霧化を行うのに適していないことがある。このような場合は、用いる材料や混合物の性状に影響を与えない範囲で、液体材料を溶媒で希釈し、低粘度化して用いることができる。あるいは、液体材料の配合量が非常に少ない場合には、液状成分を一定量確保するために溶剤と混合して増量してもよい。また、主たる固体材料とは別に、溶解性の固体材料を少量混合する場合には、この固体材料を溶剤に溶解し、液体材料として用いることができる。このような場合も本発明に含まれる。 Although the liquid material can be atomized by the method described above, depending on the type of the liquid material used, it may not be suitable for spraying or atomizing as it is, such as high viscosity. . In such a case, the liquid material can be diluted with a solvent and reduced in viscosity within a range that does not affect the properties of the material or mixture used. Or when the compounding quantity of a liquid material is very small, in order to ensure a fixed quantity of a liquid component, you may mix and increase it. In addition to the main solid material, when a small amount of a soluble solid material is mixed, the solid material can be dissolved in a solvent and used as a liquid material. Such a case is also included in the present invention.
前記方法などにより微粒子化した液体材料を運動している状態とする方法としては特に限定されないが、前記のようなノズル霧化装置などを用いた場合は、これらの装置により直接混合系内に供給してもよいし、固体材料と接触させる際の液体材料に、さらに大きな衝突力、拡散力などを与えたい場合は、前記装置から供給された液体微粒子をさらに大きな運動エネルギーを有する別の流動媒体にのせて供給することもできる。流動媒体としては通常圧縮空気などが用いられるが特に限定されない。 Although there is no particular limitation on the method of bringing the liquid material that has been atomized by the above method into a moving state, when the nozzle atomizing device as described above is used, the liquid material is directly supplied into the mixing system by these devices. Alternatively, if it is desired to give a larger impact force, diffusion force, etc. to the liquid material when it is brought into contact with the solid material, another fluid medium having a larger kinetic energy than the liquid fine particles supplied from the device. It can also be supplied on top. The fluid medium is usually compressed air or the like, but is not particularly limited.
本発明の混合方法に用いられる固体材料ならびに液体材料の粒径は特に限定されない。これは、用いる固体材料、液体材料、及び目的とする混合物の物理的、化学的性状などによって最適な範囲が異なると考えられるからである。 固体材料と液体材料とが接触すると、液体材料は固体材料の表面に付着したり、形状を変えて固体表面を全体的あるいは部分的に覆い、材料の性状や時間の経過によっては表面から内部に浸透・含浸することもあると考えられる。固体材料と液体材料とが接触した後に再び離れることなく付着状態が維持されることで材料の混合は達成される。このような効果は、接触の際のエネルギーの大きさ、固体材料と液体材料との濡れ性、固体材料の表面状態、液体材料の粘性などにより変動する。この場合の粒径の影響については明らかではないが、小さい場合には混合系内の材料粒子絶対数が多くなるため混合精度を向上させやすく、一方、ある程度の大きさと質量を有している場合は接触の際のエネルギーを確保しやすいと考えられる。従って、これらの要因を勘案し、用いる材料により最適の水準を選定して実施することが好ましい。 The particle size of the solid material and the liquid material used in the mixing method of the present invention is not particularly limited. This is because the optimum range is considered to vary depending on the solid and liquid materials used and the physical and chemical properties of the target mixture. When the solid material and the liquid material come into contact, the liquid material adheres to the surface of the solid material or changes its shape to cover the solid surface in whole or in part, and depending on the properties of the material and the passage of time, it may move from the surface to the inside. It is thought that it may penetrate and impregnate. Mixing of the materials is achieved by maintaining the adhesion state without coming out again after the solid material and the liquid material come into contact with each other. Such an effect varies depending on the magnitude of energy at the time of contact, the wettability between the solid material and the liquid material, the surface state of the solid material, the viscosity of the liquid material, and the like. The effect of the particle size in this case is not clear, but if it is small, the absolute number of material particles in the mixing system increases, so it is easy to improve the mixing accuracy, while on the other hand it has a certain size and mass It is thought that it is easy to secure energy at the time of contact. Therefore, it is preferable that the optimum level is selected according to the material used in consideration of these factors.
本発明の混合方法は、前記方法によりともに微粒子化され、運動している固体材料と液体材料とを接触させることにより混合を行うことを特徴とする。 The mixing method of the present invention is characterized in that mixing is performed by bringing a solid material and a liquid material, which are both finely divided and moved by the above method, into contact with each other.
固体材料と液体材料とを接触させる方法については特に限定されないが、混合系内において固体材料と液体材料とが運動しながら接触する状態であればよい。これにより、微粒子化された状態での接触、混合を行うことができる。このような形態は種々の方法で実現できるが、特に、固体材料を噴霧装置、噴射装置等のスプレー装置を用いて所定の系内に供給し、系内で旋回流を与えることが好ましい。これにより、固体材料が系内において微粒子化した状態で運動している時間を長くでき、混合系内に供給された運動している液体材料と接触する機会をより多くすることができる。さらに、固体材料は旋回流によって流動する際に自らは自転運動しながら移動するので、自身の全方向表面に対して液体材料と接触する機会を得やすくなり、これにより、液体材料との接触のバラツキを低減できる。 The method for bringing the solid material and the liquid material into contact is not particularly limited as long as the solid material and the liquid material are in contact with each other while moving in the mixed system. Thereby, the contact and mixing in the state of atomizing can be performed. Such a form can be realized by various methods. In particular, it is preferable to supply a solid material into a predetermined system using a spraying device such as a spraying device or a spraying device and to provide a swirling flow in the system. As a result, the time during which the solid material is moving in the state of being finely divided in the system can be lengthened, and the opportunity to contact the moving liquid material supplied into the mixing system can be increased. Furthermore, since the solid material moves while rotating by itself when it flows by the swirling flow, it becomes easy to obtain an opportunity to contact the liquid material with respect to the omnidirectional surface of the solid material. Variations can be reduced.
この方法は、固体材料を旋回流動させる空間を必要とするが、供給された固体材料が高い運動エネルギーを保持したまま流動するため、固体材料粒子の再凝集を抑えることができ、別に供給される液体材料と効率的かつ迅速に接触させ、連続的な処理を行うのにも適したものである。 This method requires a space for swirling the solid material. However, since the supplied solid material flows while maintaining high kinetic energy, reaggregation of the solid material particles can be suppressed, and the solid material is supplied separately. It is also suitable for efficient and rapid contact with liquid materials and continuous processing.
なお、接触後の材料は旋回流にのせたままサイクロン等により回収してもよいし、接触により生じた比重差を利用して重力分離することもできる。 The contacted material may be collected by a cyclone or the like while being placed in a swirling flow, or may be separated by gravity using a specific gravity difference caused by the contact.
また、固体材料と液体材料とを接触させる形態として、前記衝撃式粉砕装置を用いて固体材料を微粒子化あるいは微粒子化しながら混合し、ここに運動している液体材料を接触させ、衝撃式粉砕装置自体を混合装置として用いる方法も有用である。 Further, as a form in which the solid material and the liquid material are brought into contact, the impact type pulverizer is used to mix the solid material while making the solid material into fine particles or fine particles and bringing the moving liquid material into contact therewith. A method using itself as a mixing device is also useful.
この方法は、特に多成分の固体材料を用いる場合に好ましく用いられる。通常、固体材料が多成分である場合、これらを液体材料と接触させて混合するためには、予め微粒子化した固体材料を前工程において精密に混合したものを液体材料と接触させるか、あるいは、各固体材料を各々別個に液体材料と接触させた後、これを混合する方法がある。しかし、固体材料の二次凝集の影響や液体材料との混合比率バラツキが発現することがあり、工程数も多いという問題があった。ここで、衝撃式粉砕装置を用い、特に好ましくはジェットミル装置を用いることにより、多成分の固体材料を微粒子化しながら精度よく混合することができ、かつ、その混合精度のまま液体材料と接触させることができる。このため、一工程により固液材料の混合を精度よく行うことができる。 This method is preferably used particularly when a multi-component solid material is used. Usually, when the solid material is a multi-component, in order to bring them into contact with the liquid material and mix them, the solid material finely divided in advance is brought into contact with the liquid material precisely in the previous step, or There is a method in which each solid material is brought into contact with the liquid material separately and then mixed. However, there is a problem that the influence of the secondary aggregation of the solid material and the mixing ratio variation with the liquid material may appear, and the number of processes is large. Here, by using an impact pulverizer, particularly preferably using a jet mill, a multi-component solid material can be mixed with high accuracy while being finely divided, and the liquid material is brought into contact with the mixing accuracy. be able to. For this reason, mixing of a solid-liquid material can be accurately performed by one process.
本発明の混合方法において、液体材料に対する固体材料の混合容積比率は特に限定されないが、固体材料は通常微粒子化により体積が大きく増すため、混合容積比率は大きな値となることが多い。混合容積比率が小さい場合は従来の混合方法を用いても比較的精度よく混合することができるが、混合容積比率が一定以上となると混合は困難となり、本発明の混合方法を適用することが有用となる。特に、液体材料に対する固体材料の混合容積比率が１００以上である系においては、本発明の混合方法の適用が有効である。 In the mixing method of the present invention, the mixing volume ratio of the solid material to the liquid material is not particularly limited. However, since the volume of the solid material is usually greatly increased by atomization, the mixing volume ratio often takes a large value. When the mixing volume ratio is small, mixing can be performed with relatively high accuracy using a conventional mixing method, but when the mixing volume ratio exceeds a certain level, mixing becomes difficult, and it is useful to apply the mixing method of the present invention. It becomes. In particular, in a system in which the mixing volume ratio of the solid material to the liquid material is 100 or more, the application of the mixing method of the present invention is effective.
本発明の混合方法においては、特に限定されないが、以上述べた混合方法により得られた固液材料の混合物を、さらにメカノケミカル処理を行うことが好ましい。これにより、固体材料と液体材料との濡れ性・密着性を向上させる、固体材料と単に部分的に接触した状態にある粒滴状の液体材料を薄延化し、固体材料表面を液体材料で被覆する、あるいは、固体材料表面に付着もしくは固体材料表面を被覆している液体材料を、固体材料内部に浸透含浸させる、などのメカノケミカル的な効果を得ることができ、固液材料の混合物の安定性を向上させ、液体材料による固体材料の表面改質効果をより高めることができる。 The mixing method of the present invention is not particularly limited, but it is preferable to further perform mechanochemical treatment on the mixture of the solid-liquid material obtained by the mixing method described above. This improves the wettability and adhesion between the solid material and the liquid material, and thinly spreads the droplet-like liquid material that is in partial contact with the solid material, and covers the surface of the solid material with the liquid material. It is possible to obtain a mechanochemical effect such as infiltrating and impregnating the inside of the solid material with a liquid material adhering to or covering the surface of the solid material, and stabilizing the mixture of the solid-liquid material The surface modification effect of the solid material by the liquid material can be further enhanced.
ここで、メカノケミカル処理について説明する。メカノケミカルとは、一般に固体物質などに加えられた機械的エネルギー、例えば、剪断、ずり剪断、圧縮、衝撃、摩砕、粉砕、曲げ延伸などの力によって、固体物質表面に物理化学的変化を誘起させ、その周囲に存在する固体物質、液体物質、または気体物質に化学的変化をもたらすか、あるいは固体物質とそれらの物質との物理化学的変化を直接誘起または促進するなどして、物理化学的状態に変化を与える現象として知られているものである。 Here, the mechanochemical treatment will be described. Mechanochemicals generally induce physicochemical changes on the surface of a solid material due to mechanical energy applied to the solid material, such as shear, shear, compression, impact, grinding, crushing, and bending. Physicochemical, such as causing a chemical change in the solid, liquid or gaseous substance present in the surrounding area, or directly inducing or promoting a physicochemical change between the solid substance and those substances. It is known as a phenomenon that changes the state.
本発明の混合方法において用いられるメカノケミカル処理とは、前記混合物にこのような種々の形態で機械的エネルギーを加え、混合物の安定性、流動性を向上させるものである。メカノケミカル処理の具体的な方法としては特に限定されないが、例えば、石臼もしくはこれと類似の機能を有する摩砕装置などにより、混合物にずり剪断力を与える方法、あるいは、強い圧縮と摩擦作用を有する圧密装置により混合物を処理する方法などが挙げられる。 The mechanochemical treatment used in the mixing method of the present invention is to improve mechanical stability and fluidity of the mixture by applying mechanical energy to the mixture in various forms. The specific method of mechanochemical treatment is not particularly limited. For example, a shearing force is applied to the mixture by a millstone or a grinding device having a similar function, or a strong compression and frictional action is provided. Examples include a method of treating the mixture with a compacting device.
本発明の混合方法においては、前記メカノケミカル処理を行う方法として、所定のクリアランスをもって相対して設置された内子と外子との間に形成された空間に前記混合物を供給し、該空間において前記内子と外子との相対的な回転運動により処理を行うものであることが好ましい。これにより、簡易な装置で連続的にメカノケミカル処理を行うことができ、例えば前記混合装置の後工程側にこのような装置を付設することで目的を達成することができる。 In the mixing method of the present invention, as a method for performing the mechanochemical treatment, the mixture is supplied to a space formed between an inner core and an outer core that are installed opposite to each other with a predetermined clearance. It is preferable that the processing is performed by a relative rotational movement between the inner and outer cores. Thereby, mechanochemical processing can be continuously performed with a simple apparatus, and the object can be achieved, for example, by attaching such an apparatus to the subsequent process side of the mixing apparatus.
図１は、前記メカノケミカル処理を行うための方法の一例を示したものである。（ａ）は内子１と外子２のそれぞれの斜視図であり、（ｂ）はこれを組み合わせたときの側断面図である。前記混合物は、内子１と外子２との間に形成された空間３に供給される。４は混合物と接触する内子表面、５は同様に外子表面である。６は内子１と外子２とのクリアランスを表す。図１の例では、混合物７は一方の開口部８側から供給され、空間３において内子１と外子２との相対的な回転運動によりメカノケミカル処理され、処理後の混合物はもう一方の開口部９から排出される。
FIG. 1 shows an example of a method for performing the mechanochemical treatment. (A) is each perspective view of the
前記空間３の形状については特に限定されないが、例えば、円錐形、円錐台形、円筒形、あるいはこれらに類する形の側面に沿った形状などが挙げられる。この場合、空間３の断面形状（図１（ｂ）のＡ1〜Ａ2断面）は、混合物の移送方向のどの部位においても内子１及び外子２の回転中心と同心円であり、クリアランス６に相当する厚みを有した形状となる。また、必要に応じてこのような形状を複数組み合わせた形状のものを使用することもできる。
The shape of the
前記空間３として、例えば先拡がりの円錐形状や、図１（ｂ）に示したような先拡がりの円錐台形状を適用し、空間の厚みすなわちクリアランス６を一定とした場合は、混合物が処理される空間容積は排出側への移送に伴い増大していくので、供給された混合物が処理途中で再凝集しにくく、順次スムーズに排出することができる。一方、前記空間の厚みを排出側へ向かうにつれて小さくなるように設定すると、混合物に大きなメカノケミカル作用を与えることができる。
As the
前記メカノケミカル処理を行う際に、前記内子と外子とは相対的に回転数差を有する。これにより、供給された混合物にはずり剪断力が作用する。この回転数差や回転方向は特に限定されないが、内子と外子の両方を反対方向または同一方向に回転させることによって与えてもよいし、内子又は外子のどちらか一方のみを回転させる方式を用いてもよい。これらの中でも、外子を固定とし、内子を回転させる方式は、設備構成を簡易にすることができ好ましい。 When performing the mechanochemical treatment, the inner and outer cores have a relative rotational speed difference. Thereby, a shearing force acts on the supplied mixture. The rotational speed difference and the rotation direction are not particularly limited, but may be given by rotating both the inner and outer cores in the opposite direction or in the same direction, or a method of rotating only one of the inner or outer cores. It may be used. Among these, the method of fixing the outer core and rotating the inner core is preferable because the equipment configuration can be simplified.
このような回転数差は、内子と外子との組合せごとにそれぞれ設計することができる。従って、内子と外子との組合せを複数段階設けて処理を行う場合には、各々についてこれを設計することができる。 Such a rotational speed difference can be designed for each combination of the inner and outer cores. Therefore, when processing is performed by providing a plurality of combinations of inner and outer cores, each can be designed.
前記メカノケミカル処理を行う際の内子と外子の相対的な回転数差については特に限定されない。これは、処理される混合物の性状、装置の条件などによって変動し、各々最適範囲が異なると考えられるためである。いずれの場合でも、混合物に充分なずり剪断力を与えるとともに、これが過大なエネルギー供給とならないような範囲とすることが好ましい。 The relative rotational speed difference between the inner and outer cores when performing the mechanochemical treatment is not particularly limited. This is because it varies depending on the properties of the mixture to be treated, the conditions of the apparatus, etc., and the optimum range is considered to be different for each. In any case, it is preferable that the mixture is given a range in which a sufficient shearing force is applied to the mixture and this does not cause an excessive energy supply.
前記内子及び外子は、特に限定されないが、各々温調機構を有したものであることが好ましい。これにより、メカノケミカル処理を行うときの混合物の状態を最適なものにできる。通常、メカノケミカル処理時には、混合物にずり剪断力が作用するため、摩擦により熱を生ずる。用いる固液材料の性状により、熱による変質を防止したい場合は、内子及び外子を適した温度まで冷却することができる。一方、例えば、用いた液体材料の粘性が高く、メカノケミカル処理時にこれをより低粘度化して固体材料との密着性等を向上させたい場合は、適した温度まで加温することもできる。 Although the said inner core and outer core are not specifically limited, It is preferable that each has a temperature control mechanism. Thereby, the state of the mixture when performing the mechanochemical treatment can be optimized. Usually, at the time of mechanochemical treatment, since shearing force acts on the mixture, heat is generated by friction. Depending on the properties of the solid-liquid material to be used, when it is desired to prevent alteration due to heat, the inner and outer cores can be cooled to a suitable temperature. On the other hand, for example, when the viscosity of the liquid material used is high and it is desired to lower the viscosity during mechanochemical treatment to improve the adhesion to the solid material, the temperature can be increased to a suitable temperature.
前記内子と外子とのクリアランスは特に限定されず、用いる固体材料の粒径などにより適宜設定することができるが、例えば、微粉状の固体材料を用いる場合は、０．１〜２．０ｍｍに設定することが好ましく、さらに好ましくは０．１〜１．０ｍｍである。これにより、供給される混合物に充分なずり剪断力を作用させて処理できるとともに、混合物に過剰な力を与えて摩擦により発熱するのを抑えることができる。クリアランスが前記上限値を越えると、混合物に充分なずり剪断力を作用させる前に装置から排出されやすくなることがある。一方、クリアランスが前記下限値より小さいと、処理時に大きなずり剪断力が作用するようになるため、混合物の種類によっては発熱による変質などが起こることがある。 The clearance between the inner core and the outer core is not particularly limited and can be set as appropriate depending on the particle size of the solid material to be used. For example, when a fine powder solid material is used, the clearance is 0.1 to 2.0 mm. It is preferable to set, and more preferably 0.1 to 1.0 mm. Thereby, it can process by applying sufficient shearing shear force to the supplied mixture, and can suppress generation of heat due to friction by applying an excessive force to the mixture. If the clearance exceeds the upper limit, it may be easily discharged from the apparatus before sufficient shearing force is applied to the mixture. On the other hand, if the clearance is smaller than the lower limit value, a large shearing force is applied during the treatment, and depending on the type of the mixture, alteration due to heat generation may occur.
また、前記内子及び／又は外子は、特に限定されないが、混合物と接触する面に溝を有するものであることが好ましい。これにより、混合物との間にスベリを起こすことなく、ずり剪断力、圧縮力を繰り返して加えることにより、安定した処理を効率的に行うことができる。 Moreover, although the said inner core and / or outer core are not specifically limited, It is preferable that it has a groove | channel on the surface which contacts a mixture. Thereby, stable treatment can be efficiently performed by repeatedly applying shearing shear force and compressive force without causing slippage between the mixture and the mixture.
図２（ａ）（側面図）は円錐台形状の内子表面に、図２（ｂ）（側断面図）はこれと相対する形状の外子表面に、それぞれ溝１０を加工した例であるが、特にこのような加工形状に限定されるものではない。
FIG. 2A (side view) shows an example in which the
この溝の断面形状については特に限定されないが、一般的には図２（ｃ）（断面図）に示した断面形状を有するものが好ましく用いられる。図２（ｃ）において、１１は溝の幅、１２は溝の深さである。これにより、前記効果に加えて溝の内部に混合物が滞留するのを防ぐことができる。 The cross-sectional shape of the groove is not particularly limited, but generally, a groove having the cross-sectional shape shown in FIG. 2C (cross-sectional view) is preferably used. In FIG. 2C, 11 is the width of the groove, and 12 is the depth of the groove. Thereby, in addition to the said effect, it can prevent that a mixture retains in the inside of a groove | channel.
また、この溝については特に限定されず、内子及び／又は外子の全面に加工してもよいし、一部のみの加工でもよい。また、内子、外子のどちらか一方への加工でもよい。 Further, the groove is not particularly limited, and may be processed on the entire surface of the inner core and / or outer core, or only a part of the groove may be processed. Further, processing to either the inner core or the outer core may be performed.
さらに、前記内子及び／又は外子表面の溝については特に限定されないが、例えば内子のみが回転する場合の内子表面の溝形状は、図３（側面図）に示したような形状、すなわち、混合物の移送方向１５に対して角度を有したものであることが好ましい。これにより、混合物を処理すると同時に、排出側へ移送する機能を付与することができる。図３において、溝１３の本数、角度、ピッチなどは特に限定されないが、内子の混合物供給側から混合物排出側へ向かって、溝１３が内子の回転方向１４側へ向くような方向に角度を付けて加工すればよい。このとき、外子表面の溝は特に限定されないが、図２（ｂ）のような形状でもよいし、あるいは、内子の溝と反対方向の角度を有した形状に加工することにより、混合物を移送する効果をさらに高めてもよい。
Further, the groove on the surface of the inner core and / or outer core is not particularly limited. For example, the groove shape on the surface of the inner core when only the inner core rotates is the shape shown in FIG. 3 (side view), that is, a mixture. It is preferable to have an angle with respect to the
本発明の製造方法で用いられる混合物は温度感応性が高い場合があり、内子と外子との間に形成された空間内に長時間滞留したり、その滞留時間にバラツキを生じると、混合物の特性に影響する場合がある。内子及び／又は外子に前記のような溝を加工を行うことにより、このような問題をより確実に回避することができる。 The mixture used in the production method of the present invention may have high temperature sensitivity, and if the mixture stays in the space formed between the inner core and the outer core for a long time or the dispersion time varies, May affect the characteristics. Such a problem can be avoided more reliably by machining the grooves as described above in the inner and / or outer cores.
本発明の製造方法で用いられる内子及び外子の表面の材質については特に限定されないが、耐熱性や耐摩耗性を有するものであることが好ましい。一般的には、鉄、ステンレス、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ダイヤモンドなどが好ましく用いられる。処理する混合物の種類や組成に合わせて適宜選択すればよい。 The material of the surface of the inner core and outer core used in the production method of the present invention is not particularly limited, but preferably has heat resistance and wear resistance. In general, iron, stainless steel, silicon nitride, silicon carbide, diamond and the like are preferably used. What is necessary is just to select suitably according to the kind and composition of the mixture to process.
本発明の製造方法においては、前記メカノケミカル処理を行う装置に混合物を供給する方法としては特に限定されないが、前記混合方法により処理した混合物をそのままメカノケミカル処理を行う装置に供給することが好ましい。これにより、連続的に混合・処理を行うことができるとともに、装置の構成を簡易にすることができる。 In the production method of the present invention, the method of supplying the mixture to the apparatus for performing the mechanochemical treatment is not particularly limited, but it is preferable to supply the mixture treated by the mixing method as it is to the apparatus for performing the mechanochemical treatment. Thereby, while being able to perform mixing and a process continuously, the structure of an apparatus can be simplified.
次に、本発明の混合方法に用いられる材料について説明する。 Next, materials used for the mixing method of the present invention will be described.
本発明の混合方法において用いられる固体材料としては特に限定されないが、例えば、無機材料としては金属、セラミックス、黒鉛、ガラス、あるいは炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、シリカなどの鉱物系充填材、金属繊維、カーボン繊維、ガラス繊維などの無機繊維などが挙げられる。また、有機材料としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂などの熱可塑性樹脂、木粉、ポリエステル繊維などの有機繊維が挙げられる。これらの２種以上をあらかじめ混合したものや、複数種組み合わせて加工し複合素材としたものを粉砕して用いることもできる。 The solid material used in the mixing method of the present invention is not particularly limited. For example, inorganic materials include metals, ceramics, graphite, glass, or mineral fillers such as calcium carbonate, aluminum hydroxide, and silica, metal fibers, Examples thereof include inorganic fibers such as carbon fibers and glass fibers. Examples of the organic material include thermosetting resins such as phenol resins and epoxy resins, thermoplastic resins such as polyamide resins and polyethylene terephthalate resins, and organic fibers such as wood powder and polyester fibers. It is also possible to use a mixture of two or more of these in advance, or a combination of a plurality of types processed into a composite material.
また、本発明の混合方法において用いられる液体材料としては特に限定されないが、例えば、有機溶媒、無機溶媒、硬化剤、硬化促進剤、表面改質剤、カップリング剤、界面活性剤、着色剤、そのほか各種の添加剤などを挙げることができる。また、固体材料を可溶な溶媒に溶解したものを用いてもよく、このような場合も本発明に含まれる。これらの２種以上をあらかじめ混合したものでもよい。これらの液体材料を用いる場合は、粘度などをあらかじめ微粒子化に適した性状に調製することが好ましい。 In addition, the liquid material used in the mixing method of the present invention is not particularly limited. For example, an organic solvent, an inorganic solvent, a curing agent, a curing accelerator, a surface modifier, a coupling agent, a surfactant, a colorant, In addition, various additives can be mentioned. Moreover, what melt | dissolved the solid material in the soluble solvent may be used, and such a case is also contained in this invention. Two or more of these may be mixed in advance. In the case of using these liquid materials, it is preferable to prepare the viscosity and the like in advance suitable for fine particle formation.
また、前記液状材料として、溶融した熱硬化性樹脂を用いることができる。熱硬化性樹脂は通常、常温では固形もしくは高粘度の液状であるが、これを加温して液状としたものを用いることができる。 Further, a molten thermosetting resin can be used as the liquid material. The thermosetting resin is usually a solid or a high-viscosity liquid at ordinary temperature, but a liquid obtained by heating this can be used.
前記溶融した熱硬化性樹脂としては特に限定されないが、該熱硬化性樹脂の合成反応後、軟化温度以上に保持されたものを好ましく用いることができる。これにより、合成反応後の熱硬化性樹脂を冷却、賦型し、これを再度溶融させるなどの工程を経ることなく、そのまま使用することができるので、これに伴う工数、エネルギーコストなどを低減させることができる。 Although it does not specifically limit as said molten thermosetting resin, The thing hold | maintained more than the softening temperature after the synthesis reaction of this thermosetting resin can be used preferably. As a result, the thermosetting resin after the synthesis reaction can be used as it is without undergoing steps such as cooling, shaping, and melting it again, thereby reducing the man-hours and energy costs associated therewith. be able to.
また、前記熱硬化性樹脂としては特に限定されないが、融点が４０〜１５０℃であり、熱可塑性を有したものであることが好ましい。特に、融点が５０〜１００℃であるものが好ましい。これにより、比較的簡易な加温あるいは保温を行うだけで、熱硬化性樹脂を低粘度化させることができる。そして、熱硬化性樹脂を低粘度化した状態で保持しても、実用的な時間内において熱硬化性樹脂の硬化や変性が実質的に進行しないため、特性上安定したものを得ることができる。 Moreover, although it does not specifically limit as said thermosetting resin, Melting | fusing point is 40-150 degreeC, It is preferable that it is what has thermoplasticity. In particular, those having a melting point of 50 to 100 ° C. are preferred. Thus, the viscosity of the thermosetting resin can be reduced only by relatively simple heating or heat retention. And even if the thermosetting resin is kept in a reduced viscosity state, the thermosetting resin is not substantially cured or modified within a practical time, so that a stable property can be obtained. .
このような性状を有する熱硬化性樹脂としては特に限定されないが、比較的分子量が小さいノボラック型フェノール樹脂のほか、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂が挙げられる。 Although it does not specifically limit as a thermosetting resin which has such a property, Epoxy resins, such as a bisphenol A type epoxy resin, a phenol novolak type epoxy resin, a cresol novolak type epoxy resin other than a novolak type phenol resin with comparatively small molecular weight Is mentioned.
本発明の混合方法に用いられる固体材料と液体材料との組合せについては特に限定されず、様々な混合系に目的に応じて適用することができるものである。 The combination of the solid material and the liquid material used in the mixing method of the present invention is not particularly limited, and can be applied to various mixing systems depending on the purpose.
例えば、成形材料として各種成形品用途に用いられる材料は、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂のような樹脂成分と、無機基材、有機基材のような充填材成分を主成分として含有する。このような材料に配合される重要な添加剤の１つとしてカップリング剤がある。カップリング剤は、本来親和性に乏しい樹脂成分と充填材成分との密着性を改善し、主として成形品の機械的特性、電気的特性などを向上させることができる。かかる用途に用いられる場合、カップリング剤は通常ごく少量の添加でその効果を発現できるが、一方で、微量の配合であるために材料中に均一に混合することが難しい場合がある。このような材料系の場合には、例えば最も配合量の多い無機基材を固体材料、微量のカップリング剤を液体材料とし、本発明の混合方法を用いることにより、無機基材をカップリング剤で表面改質した混合物を得る。次いで、前記混合物と樹脂成分を従来の方法で混合することにより、カップリング剤を材料全体に高精度に分散させた成形材料を得ることができる。 For example, a material used for various molded products as a molding material contains a resin component such as a thermosetting resin or a thermoplastic resin and a filler component such as an inorganic substrate or an organic substrate as main components. One important additive compounded in such materials is a coupling agent. The coupling agent can improve the adhesion between the resin component originally lacking affinity and the filler component, and can mainly improve the mechanical properties and electrical properties of the molded product. When used in such applications, the coupling agent can usually exhibit its effect when added in a very small amount, but on the other hand, it may be difficult to mix uniformly in the material due to the small amount of compounding. In the case of such a material system, for example, the inorganic base material having the largest blending amount is a solid material, a small amount of coupling agent is a liquid material, and the inorganic base material is coupled to the coupling agent by using the mixing method of the present invention. To obtain a surface-modified mixture. Next, by mixing the mixture and the resin component by a conventional method, a molding material in which the coupling agent is dispersed with high accuracy in the entire material can be obtained.
以上に説明したように、本発明の混合方法は、固体材料と液体材料とを混合する際に、液体材料が極めて少量であり、両者の混合容積比率が非常に高い場合でも、高精度な分散や複合化を可能にするものである。そして、これにより得られる混合物は、単に固体材料と液体材料とが高精度に混合しているだけでなく、固形材料の表面に液体材料が接触して複合化することにより、濡れ性などの表面改質、比重などの物理的性質、あるいは反応を伴う化学的性質など、さまざまな性状改善を微粒子単位にて行うことができるものである。 As described above, the mixing method according to the present invention provides a highly accurate dispersion when mixing a solid material and a liquid material even when the amount of the liquid material is extremely small and the mixing volume ratio of both is very high. And can be combined. The resulting mixture is not only a mixture of the solid material and the liquid material with high precision, but also the surface such as wettability by combining the liquid material with the surface of the solid material. Various properties such as physical properties such as modification and specific gravity, or chemical properties accompanied by reaction can be improved in units of fine particles.
次に、本発明の混合方法を適用する混合装置について説明する。本発明の混合装置は、以上に述べたような混合方法を適用した混合装置であり、特に限定されないが、一例を挙げると、微粒子化した固体材料を供給する装置、微粒子化した液体材料を供給する装置、及び該固体材料と液体材料とを運動させた状態で接触させる混合装置を有することを特徴とする固液材料の混合装置、である。 Next, a mixing apparatus to which the mixing method of the present invention is applied will be described. The mixing apparatus of the present invention is a mixing apparatus to which the mixing method as described above is applied, and is not particularly limited. For example, an apparatus for supplying a finely divided solid material, and supplying a finely divided liquid material And a solid-liquid material mixing device characterized by having a mixing device for bringing the solid material and the liquid material into contact with each other while being moved.
図４は本発明の混合方法を適用した混合装置の一例であり、固体材料をスプレー装置から供給するとともに、装置内で旋回流を与えて流動させ、これにノズル噴霧装置により微粒子化した液体材料を供給し、両者を接触させて混合・複合化を行うものである。図４において、（ａ）は固体材料を供給する装置、（ｂ）は液体材料を供給する装置、（ｃ）は混合装置と混合物の回収装置の各々側断面図である。 FIG. 4 shows an example of a mixing apparatus to which the mixing method of the present invention is applied. The liquid material is supplied from a spray apparatus and is swirled in the apparatus to be flowed, and the liquid material is atomized by a nozzle spray apparatus. Is mixed and mixed to bring both into contact. 4, (a) is a device for supplying a solid material, (b) is a device for supplying a liquid material, and (c) is a side sectional view of each of a mixing device and a mixture recovery device.
図４（ａ）において、固体材料１６は、別工程において微粉砕され、ホッパ１７にストックされたものを用いる。ホッパ内部でのブリッジ発生を防ぐため、必要に応じて撹拌装置１８を用いる。固体材料１６は液体材料との混合比率に応じてロータリーバルブ１９により順次定量供給され、スプレー装置２０により混合装置内に供給される。２１は固体材料の供給に用いられる圧縮空気の供給装置である。
In FIG. 4A, the
また、図４（ｂ）において、液体材料２３はこれを定量供給する液送ポンプ２４により順次供給され、ノズル霧化装置２５により、混合装置内に供給される。２６は液体材料の供給に用いられる圧縮空気の供給装置である。
Further, in FIG. 4B, the
図４（ｃ）において、固体材料は供給部２２から混合装置２８内に供給される。ここで混合装置２８は円筒形状であり、固体材料は供給された後、混合装置内で旋回流２９を与えられ、装置内を旋回しながら上昇していく。一方、液体材料は供給部２７から混合装置内に噴霧される。液体材料の一部は噴霧時に固体材料と接触するとともに、固体材料の旋回流にのって固体材料と同じ方向へ流動し、流動中に両材料が接触し、ここでも混合が行われる。混合後の材料は、空気吸引３３により混合装置上部３０から排出され、サイクロン３１を経て混合物回収装置３２へ送られる。
In FIG. 4C, the solid material is supplied from the
また、本発明の混合装置の別の形態として、例えば、固体材料を粉砕する衝撃式粉砕装置と、微粒子化した液体材料を供給する装置を有し、前記衝撃式粉砕装置内で該固体材料と液体材料とを運動させた状態で接触させることを特徴とする固液材料の混合装置、が挙げられる。 Further, as another form of the mixing device of the present invention, for example, an impact pulverization device for pulverizing a solid material and an apparatus for supplying a finely divided liquid material, the solid material in the impact pulverization device A solid-liquid material mixing device characterized in that the liquid material is brought into contact with the liquid material in a moved state.
図５（側断面図）は混合装置として固体材料粉砕用のジェットミルを用いた場合の一例である。 FIG. 5 (side sectional view) shows an example in which a jet mill for pulverizing a solid material is used as a mixing device.
図５において、固体材料３４はホッパ３５にストックしておく。ホッパ内部でのブリッジ発生を防ぐため、必要に応じて撹拌装置３６を用いる。固体材料は液体材料との混合比率に応じてロータリーバルブ３７により順次定量供給され、ジェットミル本体３８へジェットミル本体の上部３９から供給される。固体材料はジェットミル内でノズル３９（図示したものは２箇所であるが、これに限らない）により高速のジェット流を与えられて互いに衝突を繰り返し、微粒子化あるいは微粒子化しながら混合され、装置内の上部へ送られる。
In FIG. 5, the
液体材料は図４（ｂ）に示
した装置を適用し、ジェットミル内へ供給部４１から噴霧する。これにより、微粒子化された固体材料と接触し、混合が行われる。混合後の材料は、サイクロン装置４２により、混合物回収装置４３へ送られる。
The liquid material is sprayed from the
また、本発明の製造装置は、前記混合装置に加えて、さらに、所定のクリアランスをもって相対して設置された、相対的に回転運動する内子と外子、及び該内子及び／又は外子を回転させる駆動装置を有する固液材料の混合装置、である。 In addition to the mixing device, the manufacturing apparatus of the present invention further includes an inner core and an outer core, which are installed relative to each other with a predetermined clearance, and rotate the inner core and / or outer core. A solid-liquid material mixing device having a driving device.
図６（側断面図）は本形態の一例を示したものであり、固体材料をスプレー装置から供給するとともに、装置内で旋回流を与えて流動させ、これに噴霧装置により微粒子化した液体材料を供給し、両者を接触させて混合・複合化を行い、得られた混合品を所定のクリアランスをもって相対して設置された、相対的に回転運動する内子と外子との間に形成された空間に供給し、メカノケミカル処理を行うものである。 FIG. 6 (side cross-sectional view) shows an example of this embodiment, in which a solid material is supplied from a spray device, and a swirl flow is given in the device to cause it to flow, and this is made into a fine particle by a spray device Was formed between the inner and outer cores that rotate relative to each other and placed in contact with each other with a predetermined clearance. Supply to space and perform mechanochemical treatment.
図６において、固体材料は図４（ａ）に示した装置を適用し、混合装置４４内に供給部４５から噴霧する。また、液体材料は図４（ｂ）に示した装置を適用し、混合装置４４内に供給部４６から噴霧する。
In FIG. 6, the solid material is sprayed from the
ここで、混合装置４４は円筒と円錐台とを組み合わせた形状であり、固体材料は混合装置内に接線方向に供給された後、旋回流４７を与えられ、装置内を旋回しながら下降していく。一方、液体材料は供給部４６から混合装置内の中心に向かって噴霧され、その一部は噴霧時に固体材料と接触するとともに、固体材料の旋回流にのって固体材料と同じ方向へ流動し、流動中に両材料が接触し、ここでも混合が行われる。
Here, the mixing
混合物４８は混合装置下部からメカノケミカル処理装置４９へ送られる。メカノケミカル処理装置４９は、内子５０と外子５１とから構成され、前記混合品は、内子５０と外子５１との間に形成された空間５２に供給され、ここで内子５０と外子５１との相対的な回転により、ずり剪断力、圧縮力の作用を受け、メカノケミカル処理が行われる。なお、図示していないが、内子５０及び外子５１は、各々独立して設定が可能な温調装置を有しており、内子５０のみでなく、外子５１にも、混合物と接する表面に溝加工が施されている。内子５０は駆動装置５３を有し、外子５１は固定である。混合物４８は前記空間５２においてメカノケミカル処理された後、回収装置５４に貯留される。なお、５５は固液材料の供給時に混合装置内に供給された空気を排出するための装置である。
The
なお、前記メカノケミカル処理装置としては、図６に挙げたもののほか、ずり剪断力を作用させることができる臼型の装置として、増幸産業製摩砕装置であるスーパーマスコロイダー、圧密装置としてはホソカワミクロン製メカノフュージョン装置であるオングミルなどを用いることができる。 As the mechanochemical processing apparatus, in addition to those shown in FIG. 6, a mortar type apparatus capable of applying shearing shear force, a supermass colloider, which is a milling apparatus manufactured by Masuyuki Sangyo, and a compacting apparatus, Hosokawa Micron. An ong mill or the like that is a mechano-fusion device manufactured can be used.
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。ここで記載されている「部」及び「％」は全て「重量部」及び「重量％」を示す。
<実施例１>
図４に示した装置を用い、固体材料として水酸化アルミニウム（昭和電工株式会社製・ハイジライトＨ−３２：平均粒径８μｍ、かさ密度０．７ｇ／ｃｍ3）、液体材料としてシランカップリング剤（日本ユニカー製・Ａ−１８６：比重１．０７）とを用いて混合を行った。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. “Parts” and “%” described here all indicate “parts by weight” and “% by weight”.
<Example 1>
Using the apparatus shown in FIG. 4, aluminum hydroxide (manufactured by Showa Denko KK, Hijilite H-32:
固体材料供給用のスプレー装置として、株式会社アトマックス製・ＢＮ−９０Ｓ−ＩＳを用い、空気圧を４ｋｇ／ｃｍ2として１００ｇ／分で供給するとともに、混合装置内に旋回流を発生させた。液体材料供給側のノズル霧化装置としては扶桑精機株式会社製・マジックカットｅ−ミスト（ノズル型ＦＮ−Ｚ４０）を用い、空気圧を３．０ｋｇ／ｃｍ2として０．３ｇ／分で供給した。これを装置内径３００ｍｍ×装置内高さ４００ｍｍの円筒形状の混合装置を用いて混合し、サイクロンで回収して混合物を得た。混合前の固体材料の液体材料に対する混合容積比率は５１０であった。
<実施例２>
シランカップリング剤の供給量を３．０ｇ／分とした以外は、実施例１と同様の方法で行い、混合物を得た。混合前の固体材料の液体材料に対する混合容積比率は５１であった。
<実施例３>
図５に示した装置を用い、固体材料として水酸化アルミニウム（昭和電工株式会社製・ハイジライトＨ−１０：平均粒径５５μｍ、かさ密度１．２ｇ／ｃｍ3）と、炭酸カルシウム（日東粉化工業株式会社製・ＮＮ＃２００：平均粒径１５μｍ、かさ密度０．９１）とを、１：１の重量比率でヘンシェルミキサーで予備混合（１分間／１８００ｒｐｍ）したもの、液体材料としてシランカップリング剤（日本ユニカー製・Ａ−１８６：比重１．０７）との混合を行った。
As a spray device for supplying a solid material, BN-90S-IS manufactured by Atmax Co., Ltd. was used. Air pressure was set at 4 g / cm 2 and supplied at 100 g / min, and a swirling flow was generated in the mixing device. As a nozzle atomizing device on the liquid material supply side, a magic cut e-mist (nozzle type FN-Z40) manufactured by Fuso Seiki Co., Ltd. was used, and the air pressure was supplied at 0.3 g / min at 3.0 kg / cm 2 . This was mixed using a cylindrical mixing device having a device inner diameter of 300 mm × device inner height of 400 mm, and recovered by a cyclone to obtain a mixture. The mixing volume ratio of the solid material to the liquid material before mixing was 510.
<Example 2>
A mixture was obtained in the same manner as in Example 1 except that the supply amount of the silane coupling agent was changed to 3.0 g / min. The mixing volume ratio of the solid material before mixing to the liquid material was 51.
<Example 3>
Using the apparatus shown in FIG. 5, as a solid material, aluminum hydroxide (manufactured by Showa Denko Co., Ltd., Hijilite H-10:
衝撃式粉砕装置として、粉体衝突型ジェットミル装置（ホソカワミクロン（株）製カウンタージェットミル２００ＡＦＧ、ノズル径３ｍｍ×３本）を用い、空気圧力６００ｋＰａ、圧空量１．７ｍ3／ｍｉｎにて処理した。固体材料は１００ｇ／分で供給し、液体材料供給側のノズル霧化装置としては実施例１と同じものを用い、空気圧を３．０ｋｇ／ｃｍ2として０．３ｇ／分で供給した。これを混合後、サイクロンで回収して混合物を得た。混合前の固体材料の液体材料に対する混合容積比率は３３０であった。
<実施例４>
シランカップリング剤の供給量を３．０ｇ／分とした以外は、実施例１と同様の方法で行い、混合物を得た。混合前の固体材料の液体材料に対する混合容積比率は３３であった。
<実施例５>
図６に示した装置を用い、固体材料として水酸化アルミニウム（昭和電工株式会社製・ハイジライトＨ−３２：平均粒径８μｍ、かさ密度０．７ｇ／ｃｍ3）、液体材料としてシランカップリング剤（日本ユニカー製・Ａ−１８６：比重１．０７）とを用いて混合を行った。
As an impact pulverizer, a powder impingement type jet mill (Counterjet Mill 200AFG manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd., nozzle diameter: 3 mm × 3) was used and processed at an air pressure of 600 kPa and a compressed air amount of 1.7 m 3 / min. . The solid material was supplied at 100 g / min, the same nozzle atomizer as that used in Example 1 was used as the liquid material supply side nozzle, and the air pressure was set at 3.0 kg / cm 2 and supplied at 0.3 g / min. This was mixed and then collected with a cyclone to obtain a mixture. The mixing volume ratio of the solid material to the liquid material before mixing was 330.
<Example 4>
A mixture was obtained in the same manner as in Example 1 except that the supply amount of the silane coupling agent was changed to 3.0 g / min. The mixing volume ratio of the solid material to the liquid material before mixing was 33.
<Example 5>
Using the apparatus shown in FIG. 6, aluminum hydroxide (manufactured by Showa Denko KK, Heidilite H-32:
固体材料供給用のスプレー装置として、株式会社アトマックス製・ＢＮ−９０Ｓ−ＩＳを用い、空気圧を４ｋｇ／ｃｍ2として１００ｇ／分で供給するとともに、混合装置内に旋回流を発生させた。液体材料供給側のノズル霧化装置としては扶桑精機株式会社製・マジックカットｅ−ミスト（ノズル型ＦＮ−Ｚ４０）を用い、空気圧を３．０ｋｇ／ｃｍ2として０．３ｇ／分で供給した。これを、円筒部装置内径３００ｍｍ、円筒部及び円錐台部の装置内各高さ２５０ｍｍの円筒形状の混合装置を用いて混合した。この混合物をさらにメカノケミカル処理を行った。混合前の固体材料の液体材料に対する混合容積比率は５１０であった。 As a spray device for supplying a solid material, BN-90S-IS manufactured by Atmax Co., Ltd. was used. Air pressure was set at 4 g / cm 2 and supplied at 100 g / min, and a swirling flow was generated in the mixing device. As a nozzle atomizing device on the liquid material supply side, a magic cut e-mist (nozzle type FN-Z40) manufactured by Fuso Seiki Co., Ltd. was used, and the air pressure was supplied at 0.3 g / min at 3.0 kg / cm 2 . This was mixed using a cylindrical mixing device having an inner diameter of 300 mm and a height of 250 mm in each of the cylindrical portion and the truncated cone portion. This mixture was further subjected to mechanochemical treatment. The mixing volume ratio of the solid material to the liquid material before mixing was 510.
なお、メカノケミカル処理装置の仕様及び運転条件は下記の通りで行った。
（１）内子の仕様：内子は駆動させる側とした。円錐台形状であり、短径側（混合品供給側）外径３０ｍｍ、長径側（混合品排出側）外径６０ｍｍ、円錐台高さ８０ｍｍのものを使用した。溝形状は図２（ｃ）に示した断面形状および図３に示した平面形状を有するものを使用し、溝の断面の幅５ｍｍ、深さは２ｍｍとし、これを１２本均一ピッチで加工した。
（２）外子の仕様：外子は固定する側とした。円錐台形状である内子と相対する全部位において同じクリアランスを有する形状とし、クリアランスを０．５ｍｍとした。溝形状は図２（ｂ）に示した平面形状および図２（ｃ）に示した断面形状を有するものを使用し、溝の断面の幅、深さ、本数は内子側に加工したものと同仕様とした。
（３）内子及び外子の温調条件：内子、外子とも常温に設定した。
（４）内子の運転条件：回転数を１２００ｒｐｍとした。
<実施例６>
シランカップリング剤の供給量を３．０ｇ／分とした以外は、実施例５と同様の方法で行い、混合物を得た。混合前の固体材料の液体材料に対する混合容積比率は５１であった。
<比較例１>
材料は実施例１と同じものを使用し、混合装置としてヘンシェルミキサーを用いた。水酸化アルミニウム１００ｇをヘンシェルミキサーに投入して５００ｒｐｍで撹拌し、ここにシランカップリング剤０．３ｇをハンディスプレーで２回に分けて吹き付け、その後１分間撹拌を行い、混合物を得た。
<比較例２>
シランカップリング剤３．０ｇをハンディスプレーで２０回に分けて吹き付けた以外は、比較例１と同様の方法で行い、混合物を得た。
<混合精度の評価>
（１）実施例１、２、５、６および比較例１、２
混合物の任意の場所から、ｎ＝５で０．２ｇずつサンプリングして試料とした。測定にはＸ線マイクロアナライザーを用い、シランカップリング剤中のケイ素成分が水酸化アルミニウム粒子表面および粒子間でどのように分布しているかを面分析により確認した。
（２）実施例３、４
混合物の任意の場所から、ｎ＝５で０．２ｇずつサンプリングして試料とした。測定にはＸ線マイクロアナライザーを用い、シランカップリング剤中のケイ素成分が水酸化アルミニウムおよび炭酸カルシウムの粒子表面および粒子間でどのように分布しているかを面分析により確認した。また、水酸化アルミニウムのアルミニウム成分、炭酸カルシウムのカルシウム成分について、同様に面分析を行い、固体材料どうしの分散についても確認した。
<流動性の評価>
実施例１〜６及び比較例１〜２で得られた混合物３０ｇを３００ｍｌのびんに入れ、振って撹拌し、混合物の凝集性、流動性を目視で確認した。
The specifications and operating conditions of the mechanochemical treatment apparatus were as follows.
(1) Specification of the inner core: The inner core was driven. It has a truncated cone shape, and has a short diameter side (mixed product supply side) outer diameter of 30 mm, a long diameter side (mixed product discharge side) outer diameter of 60 mm, and a truncated cone height of 80 mm. The groove having the cross-sectional shape shown in FIG. 2 (c) and the planar shape shown in FIG. 3 was used. The cross-sectional width of the groove was 5 mm, the depth was 2 mm, and 12 grooves were processed at a uniform pitch. .
(2) Specification of the outer element: The outer element was on the fixed side. It was made into the shape which has the same clearance in all the parts which oppose the inner core which is a truncated cone shape, and the clearance was 0.5 mm. The groove shape used is that having the planar shape shown in FIG. 2 (b) and the cross-sectional shape shown in FIG. 2 (c), and the width, depth, and number of grooves are the same as those processed on the inner core side. It was a specification.
(3) Temperature control conditions for the inner and outer cores: Both the inner and outer cores were set at room temperature.
(4) Operating conditions of the inner core: The rotational speed was 1200 rpm.
<Example 6>
A mixture was obtained in the same manner as in Example 5 except that the supply amount of the silane coupling agent was changed to 3.0 g / min. The mixing volume ratio of the solid material before mixing to the liquid material was 51.
<Comparative Example 1>
The same materials as in Example 1 were used, and a Henschel mixer was used as a mixing device. 100 g of aluminum hydroxide was put into a Henschel mixer and stirred at 500 rpm, and 0.3 g of a silane coupling agent was sprayed in two portions with a handy spray, and then stirred for 1 minute to obtain a mixture.
<Comparative Example 2>
A mixture was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that 3.0 g of the silane coupling agent was sprayed 20 times with a handy spray.
<Evaluation of mixing accuracy>
(1) Examples 1, 2, 5, and 6 and Comparative Examples 1 and 2
Samples were sampled from any location of the mixture by 0.2 g at n = 5. An X-ray microanalyzer was used for the measurement, and it was confirmed by surface analysis how the silicon component in the silane coupling agent was distributed between the aluminum hydroxide particles and between the particles.
(2) Examples 3 and 4
Samples were sampled from any location of the mixture by 0.2 g at n = 5. An X-ray microanalyzer was used for the measurement, and it was confirmed by surface analysis how the silicon component in the silane coupling agent was distributed on and between the aluminum hydroxide and calcium carbonate particles. Moreover, the surface analysis was similarly performed about the aluminum component of aluminum hydroxide, and the calcium component of calcium carbonate, and the dispersion | distribution between solid materials was also confirmed.
<Evaluation of liquidity>
30 g of the mixture obtained in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2 was placed in a 300 ml bottle, shaken and stirred, and the cohesiveness and fluidity of the mixture were visually confirmed.
混合物の凝集性が非常に小さく、流動性が極めて良好なものを◎、凝集性が小さく、流動性が良好なものを○、一部凝集性が良好な部分があるものの、大半は凝集性を有し、流動性にバラツキを生じているものを△、全体的に凝集性があり、流動性も全体的に小さいものを×とした。
<混合精度の評価結果 >
（１）実施例１、２、５、６および比較例１、２
実施例１及び５の混合物では、用いたシランカップリング剤の量が少ないためケイ素元素の面密度は高くないが、水酸化アルミニウム粒子表面にほぼ一様にケイ素元素の分散が見られた。
The mixture has very low cohesiveness and very good fluidity. ◎, Cohesiveness is low and good fluidity. ○ Some have good cohesion. A sample having a variation in fluidity was indicated by Δ, and an item having overall agglomeration property and a small fluidity was indicated by ×.
<Evaluation result of mixing accuracy>
(1) Examples 1, 2, 5, and 6 and Comparative Examples 1 and 2
In the mixtures of Examples 1 and 5, the surface density of the silicon element was not high because the amount of the silane coupling agent used was small, but the silicon element was almost uniformly dispersed on the surfaces of the aluminum hydroxide particles.
実施例２及び６の混合物についても同様であり、シランカップリング剤の配合量増加によりケイ素元素の面密度は増加するが、水酸化アルミニウム粒子上あるいはそれ以外の部位において、ケイ素元素の局在化は見られなかった。そして、実施例１、２、５、６はいずれも、サンプリングしたｎ＝５のサンプル間において、ケイ素元素の分布面密度において差異がほとんど見られず、混合系内におけるほぼ均一な複合化が行われていることが確認された。 The same applies to the mixtures of Examples 2 and 6, and the surface density of the silicon element increases with an increase in the amount of the silane coupling agent, but the localization of the silicon element on the aluminum hydroxide particles or in other sites. Was not seen. In all of Examples 1, 2, 5, and 6, there was almost no difference in the distribution surface density of silicon elements between the sampled n = 5 samples, and almost uniform composite formation was performed in the mixed system. It was confirmed that
一方、比較例１では、サンプリングする部位によりケイ素元素の面密度に大きな差が見られ、ケイ素元素の存在が水酸化アルミニウム粒子表面以外の場所に多く見られた。特に、シランカップリング剤の配合量が多い比較例２においてこの傾向が顕著であった。この結果から、比較例の方法では、シランカップリング剤は炭酸カルシウム粒子との十分な濡れ性が確保できず、混合時あるいは混合後にシランカップリング剤どうしでの凝集が起こったものと推測された。
（２）実施例３、４
ケイ素元素の分散状態は、実施例３は実施例１及び５と、実施例４は実施例２及び６と同様であった。さらに、アルミニウム成分とカルシウム成分についても、粒子単位でともにほぼ一様に分散しており、固体材料が粉砕とともに精度よく混合され、その状態で液体材料と接触して混合されたものと推測された。なお、混合物における水酸化アルミニウムの平均粒径（電子顕微鏡によるｎ＝２０の長径）は約６．０μｍ、炭酸カルシウムの平均粒径（前記同）は約４．５μｍであった。
<流動性の評価結果>
流動性を確認した結果、実施例１〜４は○、実施例５、６は◎、比較例１は×、比較例２は△であった。実施例はいずれもシランカップリング剤が固形材料表面にほぼ均一に複合化しているため、固形材料どうしの凝集性が抑えられ、流動性が向上したとみられる。特に、実施例５、６は、メカノケミカル処理も行っているため、その効果がさらに顕著になったものと考えられる。
On the other hand, in Comparative Example 1, a large difference was observed in the surface density of the silicon element depending on the site to be sampled, and the presence of the silicon element was observed in many places other than the surface of the aluminum hydroxide particles. In particular, this tendency was remarkable in Comparative Example 2 in which the amount of the silane coupling agent was large. From this result, it was speculated that in the method of the comparative example, the silane coupling agent could not secure sufficient wettability with the calcium carbonate particles, and aggregation occurred between the silane coupling agents during or after mixing. .
(2) Examples 3 and 4
The silicon element was dispersed in the same manner as in Examples 1 and 5 in Example 3, and in Examples 2 and 6 in Example 4. Furthermore, both the aluminum component and the calcium component were dispersed almost uniformly in units of particles, and it was assumed that the solid material was mixed with high precision as it was pulverized and in contact with the liquid material in that state. . The average particle size of aluminum hydroxide (n = 20 major axis by electron microscope) in the mixture was about 6.0 μm, and the average particle size of calcium carbonate (same as above) was about 4.5 μm.
<Evaluation results of liquidity>
As a result of confirming the fluidity, Examples 1 to 4 were ○, Examples 5 and 6 were ◎, Comparative Example 1 was ×, and Comparative Example 2 was Δ. In any of the examples, since the silane coupling agent is almost uniformly combined on the surface of the solid material, the cohesiveness between the solid materials is suppressed, and the fluidity seems to be improved. In particular, in Examples 5 and 6, since the mechanochemical treatment is also performed, it is considered that the effect is further remarkable.
一方、比較例１、２は、シランカップリング剤の吹き付け量により若干の差異はみられたものの、シランカップリング剤が固形材料と複合化していないため、固形材料の凝集性が大きく、流動性が小さいものとなったと考えられる。 On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, although a slight difference was observed depending on the spraying amount of the silane coupling agent, the cohesiveness of the solid material was large and the fluidity because the silane coupling agent was not combined with the solid material. Is considered to be small.
１ 内子
２ 外子
３ 内子と外子との間に形成された空間
６ 内子と外子とのクリアランス
７ 固液材料の混合物
１０ 内子および外子表面に加工された溝
１３ 内子表面に加工された溝
１４ 内子の回転方向
１６ 固体材料
２０ 固体材料の供給装置
２３ 液体材料
２５ 液体材料の噴霧装置
２８ 混合装置
３８ 衝撃式粉砕装置
４９ メカノケミカル処理装置
DESCRIPTION OF
Claims (1)
とを接触させることにより混合を行うことを特徴とする固液材料の混合方法。 A solid-liquid material mixing method, wherein mixing is performed by bringing a solid material that is both finely divided and moving into contact with a liquid material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008262460A JP5120194B2 (en) | 2002-01-15 | 2008-10-09 | Solid-liquid material mixing method and mixing apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002005472 | 2002-01-15 | ||
| JP2002005472 | 2002-01-15 | ||
| JP2008262460A JP5120194B2 (en) | 2002-01-15 | 2008-10-09 | Solid-liquid material mixing method and mixing apparatus |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002270856A Division JP2003275555A (en) | 2002-01-15 | 2002-09-18 | Mixing method and mixing device for solid and liquid materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009006327A true JP2009006327A (en) | 2009-01-15 |
| JP5120194B2 JP5120194B2 (en) | 2013-01-16 |
Family
ID=40321970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008262460A Expired - Fee Related JP5120194B2 (en) | 2002-01-15 | 2008-10-09 | Solid-liquid material mixing method and mixing apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5120194B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014101688A (en) * | 2012-11-20 | 2014-06-05 | Nakaken | Producing apparatus and producing method of fluidized soil |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6127104B2 (en) * | 1983-09-19 | 1986-06-24 | Furointo Sangyo Kk | |
| JPH03135430A (en) * | 1989-10-20 | 1991-06-10 | Freunt Ind Co Ltd | Granulating and coating method and device |
| JPH04187229A (en) * | 1990-11-21 | 1992-07-03 | Kanebo Ltd | Reformed powder |
| JPH06107714A (en) * | 1992-09-28 | 1994-04-19 | Nara Kikai Seisakusho:Kk | Method for coating solid particle surface with polymer |
| JPH06247767A (en) * | 1993-02-24 | 1994-09-06 | Shinagawa Refract Co Ltd | Calcia and carbon brick |
| JPH0841795A (en) * | 1993-06-21 | 1996-02-13 | Osaka Gas Co Ltd | Predispersion of staple fiber, its production and apparatus for producing the same |
| JPH11323785A (en) * | 1998-03-20 | 1999-11-26 | Tokushu Paper Mfg Co Ltd | Granular material emitting fluorescence, paper for preventing counterfeit using the same and printed paper preventing counterfeit |
| JP2001293704A (en) * | 2000-04-11 | 2001-10-23 | Nippon Polyurethane Ind Co Ltd | Apparatus and method for manufacturing woody board |
| JP2001293351A (en) * | 2000-04-12 | 2001-10-23 | Asahi Kasei Corp | Method for manufacturing coated particles |
| JP2003276020A (en) * | 2002-03-27 | 2003-09-30 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Production method and device for thermosetting resin molding material |
| JP2005288367A (en) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Nisshin Seifun Group Inc | Mixing apparatus |
-
2008
- 2008-10-09 JP JP2008262460A patent/JP5120194B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6127104B2 (en) * | 1983-09-19 | 1986-06-24 | Furointo Sangyo Kk | |
| JPH03135430A (en) * | 1989-10-20 | 1991-06-10 | Freunt Ind Co Ltd | Granulating and coating method and device |
| JPH04187229A (en) * | 1990-11-21 | 1992-07-03 | Kanebo Ltd | Reformed powder |
| JPH06107714A (en) * | 1992-09-28 | 1994-04-19 | Nara Kikai Seisakusho:Kk | Method for coating solid particle surface with polymer |
| JPH06247767A (en) * | 1993-02-24 | 1994-09-06 | Shinagawa Refract Co Ltd | Calcia and carbon brick |
| JPH0841795A (en) * | 1993-06-21 | 1996-02-13 | Osaka Gas Co Ltd | Predispersion of staple fiber, its production and apparatus for producing the same |
| JPH11323785A (en) * | 1998-03-20 | 1999-11-26 | Tokushu Paper Mfg Co Ltd | Granular material emitting fluorescence, paper for preventing counterfeit using the same and printed paper preventing counterfeit |
| JP2001293704A (en) * | 2000-04-11 | 2001-10-23 | Nippon Polyurethane Ind Co Ltd | Apparatus and method for manufacturing woody board |
| JP2001293351A (en) * | 2000-04-12 | 2001-10-23 | Asahi Kasei Corp | Method for manufacturing coated particles |
| JP2003276020A (en) * | 2002-03-27 | 2003-09-30 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Production method and device for thermosetting resin molding material |
| JP2005288367A (en) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Nisshin Seifun Group Inc | Mixing apparatus |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014101688A (en) * | 2012-11-20 | 2014-06-05 | Nakaken | Producing apparatus and producing method of fluidized soil |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5120194B2 (en) | 2013-01-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR900005175B1 (en) | Particulate material treating apparatus | |
| JP4504381B2 (en) | Method and apparatus for producing dispersions | |
| JP2003275555A (en) | Mixing method and mixing device for solid and liquid materials | |
| EP1227891A2 (en) | High pressure mill and method of creating ultra-fine particles of materials using the same | |
| CN103415481A (en) | Hollow microspheres | |
| JP2004514038A (en) | Dispersion system of solid, semi-solid and liquid resin, and method for producing the dispersion system | |
| JP5120194B2 (en) | Solid-liquid material mixing method and mixing apparatus | |
| CN212596262U (en) | Dispersion equipment for nano powder | |
| JPH057759A (en) | Kneading apparatus and kneading method | |
| SG183865A1 (en) | Particle production apparatus, particle production method and method for producing semiconductor encapsulating resin composition | |
| US9153515B2 (en) | Method for producing semiconductor encapsulating resin composition and pulverizing apparatus | |
| US3549731A (en) | Method for the production of resin particles | |
| JP2003276020A (en) | Production method and device for thermosetting resin molding material | |
| JP4569302B2 (en) | Manufacturing method and manufacturing apparatus for resin molding material | |
| JP2003266429A (en) | Method and apparatus for manufacturing molding material of thermosetting resin | |
| JP2006152228A (en) | Method for producing thermosetting resin molding material | |
| JP2540463B2 (en) | Method for producing epoxy resin curing accelerator | |
| JP2003025325A (en) | Method for producing composite particle | |
| JP2005162853A (en) | Thermosetting resin composition and method for producing thermosetting resin molding material | |
| JP2005041967A (en) | Manufacturing process of carbon black for blend in composition and thermosetting resin composition | |
| CN1617768A (en) | Granulating mixers | |
| JP2000313012A (en) | Apparatus for granulating thermosetting resin composition | |
| US3565659A (en) | Process for producing carbon black pellets for ink formulations | |
| JP3869241B2 (en) | Ceramic powder | |
| JPH02271364A (en) | Pulverizing device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081017 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20081017 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110420 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110510 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110704 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120207 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120406 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120925 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121008 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151102 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5120194 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |